阅读说明：本技术 一种用于校准小型化合成电场均匀域的装置及方法 (Device and method for calibrating uniform domain of miniaturized synthetic electric field ) 是由 干喆渊 张建功 张业茂 谢辉春 刘震寰 张磊 张用 王延召 赵军 路遥 周兵 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于校准小型化合成电场均匀域的装置及方法,属于电磁测量及校准技术领域。本发明装置包括：两层圆形板极,所述圆形板极边缘经倒角处理,两层圆形板极间用预设长度d的多个环氧树脂支柱支撑；环氧树脂支柱具有孔洞间距为d/4的多个孔洞,圆形板极平行的平面内的多个环氧树脂支柱的多个孔洞穿单匝预设直径的铜丝形成闭环,铜丝接头处使用焊接进行连接。本发明利用小型均压环的思路,实现了在保证足够测试空间的情况下消除由于大幅减小平行极板半径和等比例缩小平行极板间距而导致边缘效应带来的均匀域减小问题。(The invention discloses a device and a method for calibrating a uniform domain of a miniaturized synthetic electric field, and belongs to the technical field of electromagnetic measurement and calibration. The device of the invention comprises: the edge of each circular plate is subjected to chamfering treatment, and the gap between the two layers of circular plates is supported by a plurality of epoxy resin struts with preset lengths d; the epoxy resin pillars are provided with a plurality of holes with hole spacing of d/4, a plurality of holes of the epoxy resin pillars in a plane parallel to the circular plate electrode penetrate through a single-turn copper wire with a preset diameter to form a closed loop, and joints of the copper wire are connected by welding. The invention utilizes the thought of a small grading ring to solve the problem of uniform domain reduction caused by edge effect due to the fact that the radius of the parallel polar plates is greatly reduced and the distance between the parallel polar plates is reduced in equal proportion under the condition that enough testing space is ensured.)

一种用于校准小型化合成电场均匀域的装置及方法

技术领域

本发明涉及电磁测量及校准技术领域，并且更具体地，涉及一种用于校准小型化合成电场均匀域的装置及方法。

背景技术

现有的合成电场校准装置都是基于采用大平行极板构成，通常是采用直径2m的金属板，极板间的距离10cm，体积较大，只能固定在实验室用，无法移动到现场监测点来使用。

随着测量环境的多样化，测量装置在不同环境进行测量之前必须进行现场校准，只有这样才能保证测量结果的准确性。因此只有把校准装置小型化后才能在现场使用。

校准装置不能简单的把大平行极板来进行等比例缩小，单纯的把尺寸等比例缩小会导致没有足够的内部空间来放置传感器；如果采用不采取措施，缩小金属板的尺寸并拉大极板间的距离，会由于极板边缘效应的存在导致均匀域的减小，给校准工作带来很大的误差。

发明内容

针对上述问题本发明提出了一种用于校准小型化合成电场均匀域的装置，装置包括：

两层圆形板极，所述两层圆形板极间用预设长度d的多个环氧树脂支柱支撑；

多个环氧树脂支柱，所述环氧树脂支柱具有孔洞间距为d/4的多个孔洞，圆形板极平行的平面内的多个环氧树脂支柱的多个孔洞穿单匝预设直径的铜丝形成闭环，铜丝接头处使用焊接进行连接。

可选的，预设长度d的范围为80mm-120mm。交底书中给的是具体值，跟发明人确定过后修改为范围值。

可选的，圆形板极的板极半径r的范围为50mm-150mm。

可选的，铜丝接头处光滑，不出现放电点。

可选的，圆形板极边缘经倒角处理。

本发明还提供了一种使用校准小型化合成电场均匀域的装置校准小型化合成电场均匀域的方法，所述方法包括：

将所述装置置于小型化合成电场内，对多个环氧树脂支柱的孔洞内的闭环铜丝施加均压，划分小型化合成电场均匀域。

本发明利用小型均压环的思路，实现了在保证足够测试空间的情况下消除由于大幅减小平行极板半径和等比例缩小平行极板间距而导致边缘效应带来的均匀域减小问题。

本发明采用在支柱上按照一定比例距离缠绕金属丝的方式，对整个极板空间的电场进行了优化调整，消除了极板边缘效应引起的均匀域减小问题，并比较了不同比例带来的均匀域改良效果，给出了最佳的比例关系。

本发明可以用最小程度的调整方式来最大程度的提升小型化合成电场校准装置的均匀域范围，从而为合成电场探头的校准提供理想的校准环境。

附图说明

图1为本发明一种用于校准小型化合成电场均匀域的装置结构图；

图2为本发明一种用于校准小型化合成电场均匀域的方法未施加均压均匀域图；

图3为本发明一种用于校准小型化合成电场均匀域的方法施加均压均匀域图；

图4为本发明一种用于校准小型化合成电场均匀域的方法流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提出了一种用于校准小型化合成电场均匀域的装置，如图1所示，包括：

两层圆形板极，所述圆形板极边缘经倒角处理，两层圆形板极间用预设长度d的多个环氧树脂支柱隔离；

多个环氧树脂支柱，环氧树脂支柱具有孔洞间距为d/4的多个孔洞，圆形板极平行的平面内的多个环氧树脂支柱的多个孔洞穿单匝预设直径的铜丝形成闭环，铜丝接头处光滑，铜丝接头处不出现放电点，铜丝接头处使用焊接进行连接，并进行封装。

按照d/4长度等间距在环氧树脂支柱上打孔，作为细铜丝的固定。理论上来说，间距越小效果越好，本专利比较了d/2长度、d/3长度、d/4长度、d/5长度、d/6长度、d/10长度的间距，发现在间距大于d/4长度时均匀域不够平滑，间距小于d/4长度后均匀域的改善有限，最终确定采用d/4长度做为间距。

预设长度d的范围为80mm-120mm。

圆形板极的板极半径r的范围为50mm-150mm。

本发明还提出了一种使用校准小型化合成电场均匀域的装置校准小型化合成电场均匀域的方法，如图4所述，包括：

将所述装置置于小型化合成电场内，对多个环氧树脂支柱的孔洞内的闭环铜丝施加均压，划分小型化合成电场均匀域。

如图2所示，为闭环铜丝未施加均压后的均匀域，如图3所示为为闭环铜丝施加均压后的均匀域。

图2给出了其均匀域，可以看出95％均匀域不是很理想；图3是按照d/4长度等间距缠上细铜丝进行优化后的平行极板校准装置给出了其均匀域，可以看出95％均匀域有了很大的改善。本发明利用小型均压环的思路，实现了在保证足够测试空间的情况下消除由于大幅减小平行极板半径和等比例缩小平行极板间距而导致边缘效应带来的均匀域减小问题。

本发明采用在支柱上按照一定比例距离缠绕金属丝的方式，对整个极板空间的电场进行了优化调整，消除了极板边缘效应引起的均匀域减小问题，并比较了不同比例带来的均匀域改良效果，给出了最佳的比例关系。

本发明可以用最小程度的调整方式来最大程度的提升小型化合成电场校准装置的均匀域范围，从而为合成电场探头的校准提供理想的校准环境。